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数控加工进程的研制与使用

作者:admin时间:2021-09-29 00:41:30 次浏览

信息摘要:

对小螺距螺纹的切削主要利用数控机床自带的固定循环程序完成,其进刀方式有垂直进刀、侧向进刀、交替进刀三种。 垂直进刀侧向进刀交替进刀其缺陷在于:切削时刀片受力不均匀,

对小螺距螺纹的切削主要利用数控机床自带的固定循环程序完成,其进刀方式有垂直进刀、侧向进刀、交替进刀三种。
 
  垂直进刀侧向进刀交替进刀其缺陷在于:切削时刀片受力不均匀,容易振刀。随着背吃刀量的加大,切削面积逐渐增大,当刀尖接近螺纹大径尺寸时,刀具受到的抗力*大。此时如果刀具、工件和机床刚性不好时,很容易导致工件切削时产生共振,影响螺纹表面粗糙度。减小背吃刀量虽然可以缓解振动,但这样会影响生产效率。
 
  高效加工远离端面的大螺距大尺寸内螺纹,必须同时满足刀具、工件和机床三者的刚性要求。各种螺纹的牙型互不相同,对应加工程序也不同,如采用一般方式编程,需要逐句编写,程序冗长,且通用性差,易出错。以下提供的大螺距螺纹的通用程序,利用数控系统的计算及循环功能,控制刀具分别在螺纹横向和径向上分多刀切削,极大地减小了切削抗力,可在不改变硬件刚性的情况下,通过切削方式的改变,完成各类不同型号螺纹的加工。
 
  2工艺路线以使用成形刀片,被加工材料为42CrMo,调质硬度HB230,数控车加工锯齿形螺纹为例。螺纹沿直径方向(即X轴)采用分层进刀,每层进刀深度0 9mm;沿长度方向(即Z轴)采用交替进刀,从牙底圆弧中心线向左、右两边偏移,用小段直线逼近,需计算每次切削时横向走刀的起始点位置、进刀次数。
 
  其它类型的螺纹通常以牙宽的中点为中心线向左右两边偏移。
 
  (1)横向(Z轴)走刀次数的确定横向走刀次数=横向进刀初始点以左的进刀次数+横向进刀初始点以右的进刀次数横向进刀初始点以左的进刀次数= < (牙型高度-精加工量) -径向进刀次数每次径向进刀量> TAN(左边角)/每次横向进刀值横向进刀初始点以右的进刀次数= <(牙型高度-精加工量) -径向进刀次数?每次径向进刀量> TAN(右边角)/每次横向进刀值(2)加工步骤Z轴定位到以牙底圆弧中心为界的横向进刀初始点,将X轴定位到**层的进刀深度;进行螺距P的螺纹加工,完成后Z轴返回进刀初始点;X轴仍定位到当前层下的进刀深度,刀具沿Z轴向左偏移到下一螺纹加工起点,重复步骤、直到该径向值下螺纹中心线以左的牙型轮廓成形;径向坐标不变,刀具沿Z轴向右偏移一定距离,进行螺距P的螺纹加工,直到该径向值下螺纹中心线以右的轮廓成形;径向坐标变化, X轴定位到第二层的进刀深度;重复步骤、%、;如此循环,直到X轴坐标到达程序设定的螺纹粗加工轮廓线;(刀具定位到Z轴进刀初始点,以直扎的方式沿X轴进行螺纹的精加工,直到螺纹大径尺寸,则全部牙型轮廓当中的余量被切除。
 
  螺纹加工程序结构框图。需要注意的是:在螺纹加工开始和结束时,由于机床Z向电机()需要加、减速,会出现一段不完整牙形,因此应设置足够的升速进刀段和降速退刀段,以消除伺服机构滞后造成的螺距误差。
 
  3加工程序以西门子数控系统为例R10=螺距R11=螺纹起始点的X坐标(直径)R12=螺纹起始点的Z坐标R14=螺纹牙型高度(即总切削深度) ,数值有正负之分R15=精加工量(正值)R16=升速距离横向进刀起始点与螺纹起点之间的距离R17=减速距离横向进刀终点与螺纹终点之间的距离R18=每层径向进刀深度(正值)R21=螺纹终止点的X坐标(直径)R22=螺纹终止点的Z坐标R23=螺纹牙型的左边角R24=螺纹牙型的右边角R31=横向进刀初始值(正值)子程序:R19= ABS( ( R14- R15) / R18)R19= TRUNC( R19+ 0. 7)R18=(ABS( R14) - R15) / R19 R27= 1记录进刀顺序数的变量R36= R21+ 3 ( R21- R11) / ABS( R21- R11)退刀时安全的刀具直径R41= R22+ R17 ( R22- R12) / ABS( R22- R12)退刀时的Z坐标A:R26= R11+ ((R21- R11)/(R22- R12) R16+ R14/ ABS( R14) R27 R18 2)进刀点的刀具直径G00 X= R26 Z= R12+ R16 R28= R26+ ( R11- R21) / ( R22 - R12)(R16+ R17+ ABS( R22- R12) )收刀点的刀具直径G33 X= R28 Z= R41 K= R10(螺纹加工)G00 X= R36 Z= R12+ R16 IF R27= = R19 GOTOFD(判断是否为精加工)R29= (ABS( R14) - R15- R27 R18) TAN( R23) / R31 R29= TRUNC( R29+ 0. 5)( Z轴进刀次数取整运算)R31= ( ABS( R14) - R15- R27 R18) TAN( R23)/ R29(螺纹中心线以左每次Z轴移动的距离)R30= 1( Z轴进刀次数初始值)B:G00 X= R26 Z= R12+ R16- R30 R31 R28= R26+ ( R11- R21) / ( R22 - R12)(R16+ R17+ ABS( R22- R12) - R30 R31)G33 X= R28 Z= R41 K= R10 G00 X= R36 Z= R12+ R16 R30= R30+ 1 Z轴进刀次数递增1次IF R30 < = R29 GOTOBB判断进刀次数是否够R31= 0. 8 Z轴进刀初始值(正值)R29= ( ( ABS( R14) - R15) - R27 R18) TAN( R24) / R31 R29= TRUNC( R29+ 0. 5)R31=(ABS( R14) - R15- R27 R18) TAN( R24) / R29(螺纹中心线以右每次Z轴移动的值)R40= 0 C:G00 X= R26 Z= R12+ R16+ R30 R31 R28= R26+ ( R11 - R21)/(R22- R12)(R16+ R17 + ABS( R22- R12) + R30 R31)G33 X= R28 Z= R41 K= R10 G00 X= R36 Z= R12+ R16 R30= R30+ 1 Z轴进刀次数递增1次IF R30 < = R29 GOTOB C判断Z轴进刀次数是否够R27= R27+ 1 GOTOB A:D:精加工部分G00 X= R11+ R14 2+ R16 ( R21- R11) / ( R22- R12)Z= R12+ R16 G33 X= R21+ R14 2+ R17 ( R21- R11)/(R22- R12)Z= R41 K= R10 G00 X= R36 Z300 M30 4结语加工程序采用模块化设计,只要把几个简单的零件信息,如螺纹起、终点直径、牙型高度等,输入到相应位置即可完成全部编程工作。这就降低了对操作工技术水平的要求,提高加工效率。该程序不受螺纹型号限制,通用性好,在生产中的应用前景广泛。
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